فهرست مطالب

فصلنامه آموزش مهندسی ایران
پیاپی 94 (تابستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/06/31
  • تعداد عناوین: 7
|
  • سمیه بشگزی، محمد معماریان* صفحات 1-22
    دانشجویان مقطع کارشناسی رشته های مهندسی، در کنار یادگیری کیفی مطالب نظری، می بایست مهارت های عملی، طراحی و کاربردی مورد نیاز را کسب کنند، تا آنها را برای ورود به بازار کار و یا ادامه تحصیل آماده سازد. در شاخه مخابرات مایکروویو و فوتونیک رشته مهندسی برق، تا کنون آزمایشگاه های مایکروویو، آنتن و اپتیک، دانشجویان را با جنبه های عملی، افزاره ها و دستگاه های اندازه گیری این حوزه آشنا کرده است. در دو دهه اخیر و با پیشرفت شگرف توانایی رایانه ها، نرم افزارهای شبیه سازی این حوزه کاربرد وسیعی هم در صنعت و هم در پژوهش های دانشگاهی پیدا کرده اند و به ابزارهایی جدایی ناپذیر از مراحل تحلیل و طراحی و پژوهش تبدیل شده اند. به دلایل تاریخی و همچنین پیچیدگی های محتوا در این شاخه، استفاده از این نرم افزارها در دوره کارشناسی معمولا آموزش داده نمی شود، و اغلب مهندسان، پس از ورود به بازار کار و یا در مقاطع تحصیلات تکمیلی، بر حسب نیاز برای اولین بار این نرم افزارها را تجربه می کنند. در نتیجه، امروزه در دوره کارشناسی، جای آزمایشگاهی که نحوه صحیح استفاده از این نرم افزارها را به دانشجویان آموزش دهد، بسیار خالی است. در این راستا در نیمسال اول 00-1399 در دانشکده مهندسی برق دانشگاه صنعتی شریف، برای اولین بار درس نوینی با نام آزمایشگاه شبیه سازی در الکترومغناطیس طراحی و ارایه شد. بررسی تعداد زیادی از برنامه های آموزش مهندسی برق دانشگاه های داخل و خارج از کشور، مشخص ساخت که طراحی و اجرای آزمایشگاه شبیه سازی در الکترومغناطیس، در قالب یک درس رسمی مقطع کارشناسی، اقدامی نوین در آموزش مهندسی برق است. هدف این درس آموزش نحوه صحیح شبیه سازی، با استفاده از سه نرم افزار معروف و کاربردی شاخه مایکروویو و فوتونیک بوده است که بتواند اکثر جنبه های این حوزه را پوشش دهد. در این مقاله دلایل پیدایش و ایده اصلی درس، ساختار و نحوه ارایه آن، به همراه چالش ها و دستاوردهای این تجربه جدید، مورد بحث قرار گرفته است. در کنار مزایای پرکردن این خلا آموزشی در برنامه کارشناسی مهندسی برق، ارایه این آزمایشگاه فرصت بسیار مغتنمی را جهت ایجاد انگیزه و علاقه به این شاخه در دانشجویان، آماده سازی آنها برای بازار کار و یا ادامه تحصیل و امکان مجازی سازی این آزمایشگاه (به خصوص در دوران شیوع همه گیری کووید-19)، ایجاد کرد.
    کلیدواژگان: شاخه مایکروویو و فوتونیک، آزمایشگاه شبیه سازی، شبیه سازی الکترومغناطیسی، آموزش مجازی، HFSS، COMSOL، ads، مهندسی برق
  • شهریار کابلی*، صیاد نصیری، حمید حق شناس گرگانی، مهدی متقی پور، علیرضا جهانتیغ پاک، غلامرضا پیرچراغی، جمال ارغوانی هادی صفحات 23-38
    آموزش مهندسی در شکل فعلی خود، با تاکید بر مهارت آموزی اجرا می شود. این در حالی است که پدیده انقلاب اطلاعات باعث دستیابی دانشجویان به انواع مراجع برای آموزش مهارت آموزی شده است که به دلایل مختلف از برخی جنبه ها خیلی بهتر از آموزش های سنتی دانشگاهی هستند. لذا این موضوع لزوم تغییر نگرش به آموزش های مهندسی را ایجاد می کند. درس کارگاه عمومی به عنوان یک درس اساسا سال اولی در دوره آموزش مهندسی دوره کارشناسی می تواند نقش زیادی در آشنایی سریع دانشجویان با حرفه مهندسی داشته باشد. این درس اکنون با هدف مهارت آموزی تدریس می شود، در حالی که بازه زمانی کوتاه ارایه این درس، تعدد موضوعات تدریس شده و نحوه ارایه آن نمی توانند این هدف را برآورده سازند. در این مقاله نگاهی دوباره به این درس شده است و از آن به عنوان فرصتی برای آشنا کردن دانشجویان با فضای کار مهندسی استفاده شده است. مفاهیمی که می توان در قالب این درس و بدون تغییر قابل توجه در اجرا اما با تغییر قابل توجه در هدف آن به دانشجویان منتقل کرد، شرح داده می شوند و انتظار می رود با این تغییر، بسیاری از مشکلات دانشجویان در دوره کارشناسی که به عدم اطلاع دقیق آنها از روح کار مهندسی بر می گردد، مرتفع شود.
    کلیدواژگان: فلسفه یادگیری، حرفه مهندسی، کارگاه عمومی، اشتراکات مهندسی
  • علی مقداری، سید محمدجعفر ذوی الانواری*، حسن ایزانلو، محمدصادق توحیدی نافع، محمدمهدی آذربیک، محمد درختی، امیررضا آسمان رفعت، سجاد سلیمان زاده، طاها قره باغی، پارسا بهین فر، سید امیرحسین سجادی، حسین حسن پور، محدثه لطفی، کیوان نصیری، حامد ناظمی، محمدسجاد رمضانی، محمد جمشیدیان، علی اسماعیلی، اسماعیل عسکری، سامان رضایی صفحات 39-60

    در این مقاله گروهی، قسمتی از آموزش درس دینامیک پیشرفته در قالب پروژه های گروهی آموزش محور انجام شده است. در این پروژه قرار است سازوکار یک چرخش سوار طراحی گردد و سپس تحلیل های مهندسی بر روی آن انجام شود. سامانه این چرخش سوار بایستی به گونه ای طراحی گردد که شتاب مطلق سر انسان حداکثر برابر با شش برابر شتاب جاذبه شود. ابتدایی ترین کاری که باید انجام گردد، طراحی های مفهومی است. همچنین تحلیل های مهندسی مانند تحلیل دینامیک و شبیه سازی حرکتی، تحلیل المان محدود برای به دست آوردن فرکانس های طبیعی و تعیین تغییر شکل های ناشی از بارگذاری نیز انجام شده است. بعد از اتمام مراحل فوق، در مورد مواد و فرایندهای ساخت نیز مطالبی بیان شده است. با توجه به این که این پروژه در قالب یک روش جدید یادگیری درس دینامیک پیشرفته در قالب نه گروه در دانشگاه صنعتی شریف انجام شده و گروه ها با هم رقابت کرده اند، در پایان از دانشجویان در مورد میزان یادگیری از این شیوه آموزش، نظرسنجی شده است.

    کلیدواژگان: آموزش گروهی، دینامیک پیشرفته، چرخش سوار، طراحی، تحلیل دینامیکی
  • محمدحامد صمیمی* صفحات 61-84

    آموزش الکترونیکی بعد از جهان گیری کرونا به ناچار به صورت گسترده توسط دانشگاه ها برای آموزش مهندسی به کار گرفته شده است. روش آموزش الکترونیکی چالش های مختلفی به همراه دارد اما به کمک راهکارهایی می توان آموزش الکترونیکی را غنی تر نمود، جذابیت درس را افزایش داد و به سمت یادگیری عمیق و فعالیت محور حرکت کرد. در این مقاله، نمونه راهکارهایی معرفی شده است که به کمک آن می توان اهداف بالا را محقق ساخت. راهکار اول ترکیب تدریس با انجام آزمایش است که امکان پیاده سازی آن در حالت آموزش الکترونیکی از حالت حضوری راحت تر است و بر جذابیت درس نیز می افزاید. راهکار دوم، تکمیل یادگیری از طریق انجام کارهای عملی در منزل است که برای آن لازم است تا قطعات مورد نیاز برای انجام آزمایش پیش تر در اختیار دانشجویان قرار گیرد. راهکار مهم دیگر استفاده از لینک های فعال برای حرکت به سمت آموزش فعالیت محور است. نتایج برخی نظرسنجی های انجام شده پیرامون موضوعات فوق و همچنین ارزشیابی های کسب شده در چنین درس هایی نیز ارایه می شود تا اثربخشی این راهکارها نشان داده شود. در انتها نیز روش ارایه درس «مقدمه ای بر مهندسی برق» در سایر دانشگاه ها مورد بررسی قرار گرفته و با دانشگاه تهران مقایسه شده است تا میزان استفاده از روش های فوق در دانشگاه های معتبر مشخص شود.

    کلیدواژگان: جهان گیری کرونا، تدریس همراه با آزمایش، کار عملی، مهندسی برق، یادگیری فعالیت محور
  • ماندانا یاوری، پریوش جعفری*، نادر قلی قورچیان، اصغر زمانی صفحات 85-102
    هدف پژوهش حاضر، تحلیل شکاف عوامل موثر بر رقابت هوشمندانه دانشگاه از طریق ترسیم نقشه اهمیت - عملکرد دانشگاه های صنعتی سطح یک شهر تهران می باشد. این پژوهش از منظر هدف، کاربردی و بر اساس نحوه گردآوری داده ها، پژوهش غیرآزمایشی از نوع پیمایش- مقطعی محسوب می شود. بر اساس نوع داده ها نیز یک پژوهش آمیخته است که با روش های کیفی- کمی انجام شده است. جامعه آماری بخش کیفی شامل اساتید دانشگاهی است که با روش نمونه گیری هدفمند انتخاب شدند. جامعه آماری بخش کمی، اعضای هییت علمی و کارشناسان ارشد دانشگاه های صنعتی سطح یک شهر تهران است. حجم نمونه با فرمول کوکران 350 نفر برآورد گردید. ابزار گردآوری داده ها در بخش کیفی مصاحبه، نیم ساختارمند و در بخش کمی، پرسش نامه است. یافته های پژوهشی نشان داد که مقوله های فراگیر شامل «آگاهی از وضعیت رقبا»، «آگاهی راهبردی»، «آگاهی از وضعیت بازار»، «بها دادن به دانشجویان»، «پشتیبانی مدیران»، «فعالیت هوشمندانه»، «زیرساخت دانشگاه»، «درگیرکردن کارکنان و اعضای هییت علمی» می باشد. بر اساس نتایج پژوهش تمامی شاخص های پژوهش بااهمیت است. بنابراین حیطه بی تفاوتی و حیطه اتلاف وجود ندارد. از طرفی عملکرد تنها در زمینه بها دادن به دانشجویان مطلوب و بالای حد متوسط است. بنابراین حیطه قابل قبول شامل بها دادن به دانشجویان است. سایر عوامل در حیطه ضعف قرار دارند.
    کلیدواژگان: تحلیل شکاف، هوشمندی رقابتی دانشگاه، نقشه اهمیت- عملکرد، دانشگاه های صنعتی سطح یک شهر تهران
  • احسان منصوری*، لیلا فضلی صفحات 103-132

    ارزیابی کیفیت عملکرد مراکز آموزش عالی به واسطه نقش مهم و تاثیرگذاری که دارند، از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. ارزیابی عملکرد مراکز آموزش عالی سبب می شود تا نقاط قوت و ضعف و نیز فرصت ها و عوامل بازدارنده توسعه مشخص شده و امکان برنامه ریزی مناسب جهت بهبود و ارتقای وضعیت آن ها فراهم شود. برای اصلاح و بهبود مستمر نظام دانشگاهی، استقرار یک سازوکار مناسب ارزیابی عملکرد که به واسطه آن بتوان ضمن بهبود و ارتقای کیفیت علمی، بهبود کل نظام دانشگاهی را مدنظر قرار داد و در عین حال از متن نظام دانشگاهی و ضرورت های آن برخاسته و منطبق بر خصوصیات این نظام باشد، ضروری به نظر می رسد. در این پژوهش با در نظر گرفتن محیط تصمیم گیری غیرقطعی، یک مدل ارزیابی جدید به نام مدل پروفایل کارایی ورودی بهبودیافته فازی- وزن های مشترک مبتنی بر بهترین حل (FIIEP - CWBOS) پیشنهاد شده است که عملکرد مدل پروفایل کارایی ورودی کلاسیک را بهبود می دهد. نتایج این پژوهش نشان داد که مدل پیشنهادی از اعتبار لازم و عملکردی مطلوب نسبت به سایر مدل هایی که تا کنون ارایه شده برخوردار است.

    کلیدواژگان: ارزیابی کیفیت عملکرد، عدم قطعیت فازی، مدل پروفایل کارایی ورودی، مراکز آموزش عالی
  • حمید حق شناس گرگانی*، علیرضا جهانتیغ پاک، علیرضا حائری زاده نبوی، شریف شعبانی صفحات 133-155

    بحران همه گیری کووید-19 و نیاز به آموزش برخط دروس دانشگاهی، با توجه به عدم آمادگی و نبود زیرساخت های کافی، چالش های جدی برای دانشجویان، اساتید و سامانه آموزشی ایجاد نموده است. محدودیت منابع و زمان، اولویت بندی پیامدهای منفی بر اساس میزان خطر آنها را به صورت پیشگیرانه ضروری می سازد. یک ابزار بسیار کارآمد در این مورد، FMEA است که به تحلیل حالات بالقوه خرابی و آثار آن می پردازد. این پژوهش، با پیشنهاد یک الگوریتم 10 مرحله ای بر مبنای FMEA و با استفاده از نظرسنجی از 120 دانشجوی شرکت کننده در کلاس های برخط، حالات متداول خرابی، شدت اثر، احتمال وقوع و امکان تشخیص پیشگیرانه آنها را استخراج و بر اساس میزان خطر اولویت بندی نموده است. سپس با ارایه اقدامات اصلاحی، راهکارهایی در جهت حذف یا کاهش آثار منفی آن ارایه و پیش بینی هایی در مورد آثار به کار بستن این راه حل ها انجام داده، در پایان فهرستی از مهم ترین اقداماتی را که می توان انجام داد تا از مهم ترین پیامدهای ناخوشایند آموزش برخط جلوگیری شود ارایه نموده است.

    کلیدواژگان: همه گیری کووید-19، آموزش برخط، استرس آموزشی، تحلیل خطر، روش نظام مند پیشگیرانه
|
  • Somayeh Boshgazi, Mohammad Memarian * Pages 1-22
    Undergraduate engineering students must acquire practical skills alongside learning theory to better prepare them for their career. In the last two decades, simulation softwares in electromagnetics have become widespread in both industry and academia. But these softwares are not usually taught in electrical engineering (EE) programs, thus leaving a gap in skills of graduates when entering the job market or graduate school. In the first semester of 2020-2021, a new course entitled “Computer simulations in electromagnetics” was designed and offered in the School of EE of Sharif University of Technology which was a new step on a national and international level. The course objective was to teach the correct methods of simulation using three widespread softwares in the field of microwave and photonics, which cover most aspects of this field. In this paper, we discuss the main ideas behind the creation of this course, its syllabus, presentation method, as well as challenges and achievements in this effort. In addition to filling the educational gap in EE programs, this laboratory increases student interest and motivation, better prepares students for future, and allows for a virtual laboratory (especially in periods such as the Covid 19 pandemic).
    Keywords: Microwave, photonics, Simulation Laboratory, Electromagnetic simulation, Virtual Education
  • Shariyar Kaboli *, Sayyad Nasiri, Hamid Haghshenas Gorgani, Mahdi Mottaghipour, Alireza Jahantigh Pak, Gholamreza Pircheraghi, Jamal Arghavani Hadi Pages 23-38
    Engineering education is based on the technical methods in the present form. Information revolution causes to access the technical education materials as a widely spread form by the students. These materials are more effective than the traditional engineering education. Thus, it is necessary to change the engineering education methods from the classical form. General workshop is a first-year course for the engineering students and it is an introduction on the engineering regulations. Nowadays, this course is run to teach the practical training. However, this goal cannot be achieved because of the short period of the course, various topics of the course and improper education methods. In this paper, this course is revised based on the teaching of engineering concepts to the students. Various engineering concepts are explained which can be educated in this course without considerable changes in practice but with magnificent change in the course prospective. It is expected that this new design helps the students more to be familiar with the engineering concepts and methods.
    Keywords: Education philosophy, Engineering profession, General workshop course, Common engineering concepts
  • Ali Meghdari, Seyed MohammadJafar Zolanvari *, Hassan Izanlo, MohammadSadegh Tohidi Nafe, MohammadMahdi Azarbeik, Mohammad Derakhti, AmirReza Asemanrafat, Sajad Soleiman Zadeh, Taha Ghareh Baghi, Parsa Behinfar, Seyed AmirHosein Sajjadi, Hosein Hassan Pour, Mohaddeseh Lotfi, Keyvan Nasiri, Hamed Nazemi, MohammadSajad Ramezani, Mohamad Jamshidian, Ali Esmaeili, Esmail Askari, Saman Rezaei Pages 39-60

    In this group article, part of the teaching of advanced dynamics course has been done in the form of group-based training projects. In this project, the mechanism of a spinning ride is designed and then engineering analyzes are performed on it. The system of this spinning ride must be designed in such a way that the absolute acceleration of the human head is equal to six times the acceleration of gravity. The most basic thing to do is conceptual design. Engineering analyzes such as dynamic analysis and motion simulation; finite element analysis is also performed to obtain natural frequencies and to determine the deformations caused by loading. After completing the above steps, information will be provided about materials and manufacturing processes. Due to the fact that this project was carried out in the form of a new method of learning advanced dynamics in the form of nine groups at Sharif University of Technology and the groups competed with each other, in the end, students were surveyed about the amount of learning from this method of teaching.

    Keywords: Group training, advanced dynamics, spinning ride, Design, Dynamic analysis
  • Mohammad Hamed Samimi * Pages 61-84

    Since the Corona pandemic, universities have widely used e-learning for engineering education. Although the e-learning method has practical challenges, some approaches can enrich this method and increase the attractiveness of the teaching by employing activity-based learning. In this article, examples of such approaches for the improvement of e-learning are addressed. The first method is to teach the engineering concepts with the help of proper experiments, which is easier to implement in e-learning than traditional teaching. The second approach is to enrich the learning by motivating students to carry out practical experiments at home while the students are provided with the elements needed for these activities. Another important approach is employing active links to implement activity-based learning and interactive teaching. This article also presents the results of some surveys conducted on the above approaches and the evaluations obtained from students in such courses in order to confirm the effectiveness of these strategies. Finally, the teaching approaches of different universities in the important course “Introduction to Electrical Engineering” are reviewed and compared with the methodology of the University of Tehran to indicate the employment of the proposed approaches in other universities.

    Keywords: Activity-based learning, Corona Pandemic, experiment-based teaching, introduction to electrical engineering, practical activities
  • Mandana Yavari, Pariavash Jafari *, Nadergholi Ghorchian, Asghar Zamani Pages 85-102
    This study aimed to conduct a gap analysis of the factors affecting the smart university competition through the importance-performance map analysis of top technical universities in Tehran. This is an applied non-experimental cross-sectional survey, which is also classified as the mixed methods research based on the data type. In the qualitative section, the statistical population included the university professors selected through purposive sampling. The theoretical saturation was achieved with 16 participants. In the quantitative section, the statistical population included the faculty members and postgraduates of top technical universities in Tehran. The Cochran formula was employed to estimate a sample size of 350 participants who were selected through simple random sampling. The semi-structured interviews were used for data collection in the qualitative section, whereas a questionnaire was used for this purpose in the quantitative section. According to the research findings, the inclusive categories were identified as “knowledge about the status of rivals”, “strategic knowledge”, “knowledge about the market status”, “respect for clients”, “support from managers”, “smart activity”, “university infrastructure”, and “involvement of staff and faculty members”. Since the results show that all research indices are important, none of the categories are considered indifferent or wasteful, and the other factors were considered weak.
    Keywords: Gap Analysis, smartness of university competition, importance-performance map analysis, top technical universities of Tehran
  • Ehsan Mansouri *, Leyla Fazli Pages 103-132

    Evaluating the quality of the performances of higher education centers is very important due to their important and effective role. Evaluating the quality of the performance of higher education centers leads to identifying strengths and weaknesses, as well as opportunities and factors hindering development, and the possibility of an appropriate planning for improving the situation is also provided. In order to continuously modify and improve the university system, it seems necessary to establish an appropriate performance evaluation mechanism through which the improvement of the entire university system can be considered in addition to improving and enhancing the scientific quality, and at the same time, which has arisen from the text of the university system and conforms to the characteristics of this system.In this research, considering the uncertain decision-making environment, a new evaluation model called Fuzzy Improved Input Efficiency Profiling – Common Weights Based on the Optimal Solution (FIIEP – CWBOS) has been proposed, which improves the performance of the classic input efficiency profile model. The results of this study showed that the proposed model has the necessary validity and optimal performance compared to other models presented so far.

    Keywords: Performance quality assessment, Fuzzy uncertainty, Input efficiency profile model, Higher education centers
  • Hamid Haghshenas Gorgani *, Alireza Jahantigh Pak, Alireza Haerizadeh Nabavi, Sharif Shabani Pages 133-155

    This article investigates the adverse effects of the COVID-19 pandemic on academic education. Limited time and resources makes it necessary to prioritize negative consequences based on their risk in a preventive manner. An effective tool for this matter is the analysis of potential failure modes and effects (FMEA). The negative consequences of the coronavirus pandemic are categorized and prioritized based on the severity, ways of diagnosis, and the probability of occurrence, using FMEA. In this study, using a survey of 120 participants, common failure modes, severity, occurrence likelihood, and preventive detection methods were investigated, and the intensity and occurrence numbers were assigned based on expert opinions. Finally, the listed breakdowns were ranked in order of deterioration. Also, corrective actions were provided to eliminate or reduce the effects of failure of the mentioned cases, and the risk priority number was re-predicted. At the end, effective solutions were presented as a list.

    Keywords: COVID-19 pandemic, online education, academic stress, Risk Assessment, Preventive systematic method